[发明专利]超高速无油空气压缩机永磁电机的效率测量方法

权利要求书

1.一种超高速无油空气压缩机永磁电机的效率测量方法，所述永磁电机具有机壳以及布置在机壳内的定子铁芯、定子线圈与转子，转子上固定有涡轮，所述机壳还连接有冷却水路，冷却水路设有进水口与出水口，其特征在于，所述测量方法包括：

(1)在进水口、出水口、定子线圈、定子铁芯 分别布置温度传感器；

(2)测量定子线圈的冷态相电阻R₁，并记录测量时定子线圈上的温度传感器的温度T_L；

(3)去掉转子上固定的所述涡轮，使得永磁电机空载运行，并运行到额定转速；测量得到空载时冷却水路的空载进水温度和空载出水温度以及初始环境温度T_A0；

计算得到冷却水路的空载平均温度＝(空载进水温度+空载出水温度)/2；

通过冷水设备调节冷却水路的进水温度，使得所述冷却水路的空载平均温度和初始环境温度T_A0一样，记录稳定后的：永磁电机的第一输入功率P₀与第一输入电流I₀、定子线圈的第一温度T_cu0与定子铁芯的第一温度T_fe0、冷却水路的第一进水温度T_wi0和第一出水温度T_wo0，并计算得到冷却水路的第一平均温度T_wa0＝(T_wi0+T_wo0)/2；

定子铁芯的第一温升T_Rfe0＝T_fe0-T_wa0；

R₁₀为折算到定子线圈第一温度T_cu0时的定子线圈相电阻，其折算公式为：

R₁₀＝R₁·(K₁+T_cu0)/(K₁+T_L)；

其中K₁为定子绕组材料在0℃时电阻温度系数的倒数，对于铜导体K₁＝235；

空载铜耗P_cu0＝3I₀²·R₁₀；

除空载铜耗外的第一其余损耗P_L0＝P₀-P_cu0；

总损耗和定子铁芯的第一温升T_Rfe0成正比，其比例系数为k＝P₀/T_Rfe0；

(4)在转子上安装所述涡轮，使得永磁电机运行到额定转速和额定转矩，空压机输出的风量和风压达到额定，测量得到此时冷却水路的加载进水温度和加载出水温度以及加载环境温度T_A1；

计算得到此时冷却水路的加载平均温度＝(加载进水温度+加载出水温度)/2；

通过冷水设备调节冷却水路的进水的温度，使得加载平均温度和加载环境温度T_A1一样，记录稳定后的永磁电机的第二输入电流I₁、定子线圈的第二温度T_cu1、定子铁芯的第二温度T_fe1、冷却水路的第二进水温度T_wi1和第二出水温度T_wo1，并计算得到冷却水路的第二平均温度T_wa1＝(T_wi1+T_wo1)/2；

定子铁芯的第二温升T_Rfe1＝T_fe1-T_wa1；

R₁₁为折算到定子线圈第二温度T_cu1时的定子线圈相电阻，其折算公式为：

R₁₁＝R₁·(K₁+T_cu1)/(K₁+T_L)；

额定铜耗P_cu1＝3I₁²·R₁₁；

计算得到额定负载时的第二总损耗P_W1＝k·T_Rfe1；

除额定铜耗外的第二其余损耗P_L1＝P_W1-P_cu1；

(5)在额定负载运行状态，通过冷水设备调节冷却水路的进水的温度，使得进水的温度为实际运行时规定的进水温度，测量得到此时永磁电机的实际输入功率P_1N、实际输入电流I_1N以及稳定后的定子线圈的实际温度T_cu1N；

R_11N为折算到定子线圈实际温度T_cu1N时的定子线圈相电阻；

实际铜耗P_cu1N＝3I_1N²·R_11N；

计算得到额定时的总损耗P_W1N＝P_cu1N+P_L1；

从而得到输出的机械功率P_2N＝P_1N-P_W1N；

最后得到额定状态电机的效率eff＝P_2N/P_1N。